ПАРОПРОНИКНІСТЬ СТІН

В останні п'ять років, якось поволі, але з підвищенним темпом, відносно технології застосування будівельних матеріалів та конкретно при обговоренні теплоізоляційних конструкцій, почало активно акцентуватися питання паропроникності стін з доданням нарочитій значущості даного чинника, що до мікроклімату приміщень. Дійшло аж до того, що паропроникність ізольованих стін вважається майже головним чинником, що характеризує теплоізолюючу конструкцію, відкидаючи інколи поза-місце навіть головний сенс існування теплоізоляційного прошарку – опір теплопередачі захисної конструкції.

Ретельно роздивляючи наявні публікації, що стосуються питання "подиху стін", маємо зробити висновок про те, що позиціонування теплоізоляційних матеріалів, засноване на принципі "здоровішого подиху стін" є лише невдало вигадана рекламна "фішка", що не має нічого спільного з реальним життям. Розвінчання даного міфу рано або пізно повинно статися!

Розглянемо, яким чином, насправді здійснюється дифузія води крізь стіни і який вплив це виявляє на мікроклімат приміщення?

Фізичні підґрунтя процесу виглядають у такий спосіб:

Відносно атмосфери, усередині приміщення та й зовні, існує різниця парціального тиску. Якщо ця різниця буде позитивною, то через присутню дифузію води крізь стіну волога буде переміщатися із приміщення назовні, якщо ж різниця буде негативною, те навпаки, якась кількість води буде переміщатися за рахунок дифузії крізь стіну ззовні в приміщення. Чим більше різниця парціальних тисків і чим менше дифузійний опір матеріалів, тим ефективніше буде йти цей процес.

Найбільша різниця парціального тиску, між атмосферою усередині приміщення та зовні, існує взимку й улітку. Узимку вона позитивна, отже вода за рахунок дифузії крізь стіну залишає внутрішні приміщення. Улітку (особливо в спеку та після дощу) різниця парціальних тисків негативна, отже вода дифундує ззовні усередину приміщень. Однак не варто гадати, що встановлення рівноваги парціальних тисків між повітрям внутрішніх приміщень і зовнішньою атмосферою відбувається тільки завдяки дифузії крізь стіни. Основним фактором, що характеризують це явище, є конвекція повітряних мас,b> на частку якої, у встановленні рівноважного стану парціальних тисків й підтримці мікроклімату у внутрішніх приміщенях, припадає більш ніж 98% цього "вологоруху".

Аби не бути марнослівними, з'ясуємо чисельну складову дифузії води крізь цегляну стіну товщиною в дві цегли при різниці температур усередині й зовні приміщення в 20оС та різниці вологості в 20% (в приміщенні - 60%, зовні – 80%). Дифузія води назовні крізь метр квадратний подібної стіни за добу не перевищить - 10 грам! І це просто "гола" стіна без усіякого утеплювача, штукатурного шару, фарби, шпалер, стінових панелей, дзеркал, картин і т.д., створюючуго в будь якому разі додатковий опір дифузії води крізь стіну!

Таким чином, навіть якщо жити в звичайних неоздоблених цегляних стінах, особливо насолодитися «здоровеньким диханням стін» не вдасться, бо крізь них за добу дифундує не більш 1 кілограму води. В той самий час, за рахунок конвекційних процесів, житловому приміщенню взимку необхідно позбавлятися від понад 10 кілограмів води на добу! Якщо б ми сподівалися лише на «здорове дихання стін» та герметично ущільнили будівлю взимку (позбавившись конвективного переносу води струменями повітря) – то вже через кілька годин змогли б побачити випадання першої роси на стінах.

Взагалі у питанні «здорового дихання стін» є великий логічний парадокс, котрий дивує наступним: ми з усіх сил прагнемо зробити більш герметичними для пари та газу віконні та дверні прорізи, а також самі вікна та двері, але в той самий час хтось каже про підвищення паропроникності стін для досить неефективної та вельмивигадливої додаткової вентиляції будівлі. Маємо зауважити, що питання вентиляції приміщень, як природньої, так і примусової, мають набагато більш прості й ефективні інженерні розв'язки, використовувані десятиліттями й століттями. Стіна ж, повинна виконувати покладені на неї функції - перешкоджати проходженню крізь неї повітря, води, тепла й звуку!

Із цього випливає очевидний висновок, що чим менш паропроникний матеріал (у тому числі й теплоізоляційний), застосований при спорудженні стіновї конструкції, тим більше ефективно вона (стіна) виконує свою функцію.

Продовжуючи тему теплоізоляційних матеріалів, слід зробити висновок, що при улаштуванні закритих теплоізоляційних систем найбільш ефективні комірчасті матеріали (піноскло та пінополіуретан), ніж волоконні матеріали, які ведуть себе в закритих теплоізоляційних системах капризніше, малоефективно і з потенційним ризиком дійсно спричинити помітне зволоження внутрішній приміщень будівлі, теплоізольованого волоконним матеріалом.

Подивимося пильніше на процеси «водоперенесення» в герметично (для повітря) закритих теплоізоляційних системах з використанням волоконних неорганічних матеріалів. Чи то штукатурні системи або системи з теплоізоляційним шаром усередині кладки, у волоконному матеріалі інтенсивно відбуваються газообмінні процеси, на відміну від комірчастих теплоізоляційних матеріалів, де гази герметично закупорені в замкнутих осередках.

Найактуальнішим в нашому випадку аналізу експлуатації волоконних матеріалів є процес перенесення і перерозподілу води, розчиненої в повітрі. І тут явище дифузії вологи крізь стіни (наскільки б незначним воно не було) вельми важливе, оскільки часто призводить до негативних наслідків. Якщо ви ще раз уважно перечитаєте абзац даної статті, присвячений опису процесу дифузії з погляду фізики, то побачите, що вектор перенесення води влітку за рахунок різниці парціального тиску, направлений ззовні приміщення всередину. До цього варто додати і капілярні явища перенесення рідини, які теж призводять до руху мас води всередину стіни за рахунок зволоження поверхні стіни дощами у весняно-осінній період.

Таким чином, газове середовище між волокон кам'яної вати або скловати насичується водою до високого значення. При сезонному охолодженні повітря надмірна волога конденсується на поверхні волокон з охолоджуваного повітря. Відсутність конвекції між волокнами прзиводить до відсутності висихання рідини, яка починає скупчуватися усередині волоконного матеріалу. Рідина конденсується саме на волокнах, оскільки площа їх поверхні в сотні тисяч разів більше поверхні стін! Це легко обчислити, знаючи товщину волокон, щільність матеріалу з якого складаються волокна і щільність теплоізоляційної волоконної плити.

Отже, в герметично закритій системі теплоізоляції з використанням проміжного шару з кам'яної вати або скловати встановлюється газове середовище, перенасичене парами води з протіканням процесу конденсації з посиленням останнього при падінні температури атмосфери нижче за точку замерзання води. Причиною посилення процесу насичення теплоізоляційного волоконного шару саме в зимовий період, коли встановлюється стабільна температура нижче за нуль, є як посилення дифузії води з внутрішнього приміщення через стіну (різниця парціального тиску внутрішнього повітря і зовнішньої атмосфери зростає) в повітряне середовище волоконного матеріалу, так і замерзання води на зовнішній поверхні стіни в мікропорах і мікротріщинах що перешкоджає виведенню води з теплоізоляційного шару хоч би за рахунок незначного в цьому відношенні ефекту дифузії.

Волоконний матеріал у цей момент починає банально змокати і відволожуватися. Вода саме у вигляді рідини з'являється на поверхні сторони стіни, що контактує з волоконним матеріалом. Дифузія води крізь стіну в напрямі «внутрішнє приміщення – теплоізоляційний шар» припиняється, оскільки повітря усередині волоконного матеріалу перенасичене водою і має вологість в 100%. Одночасно вода, що сконденсувала в стан рідини усередині теплоізоляційного волоконного шару, починає просочуватися всередину приміщення за рахунок капілярних явищ. І якщо не буде дуже хорошої вентиляції приміщення і «винесення» вологи за рахунок конвекції повітряних струменів, стіни почнуть сиріти з усіма витікаючими звідси наслідками!

Тобто, саме застосування волоконних матеріалів в закритих системах утеплення приводить в приміщеннях з утрудненою і поганою вентиляцією до підвищення вологості і вогкості!

Все вищезгадане давно відоме і досконально вивчене. Висока паропроникність волоконних матеріалів визнана очевидним недоліком даного типу теплоізоляторов. Для того, щоб зменшити неприємні наслідки застосування таких матеріалів робляться наступні кроки: волокна покриваються гидрофобним складом, щоб зменшити коефіцієнт змочуваності матеріалу і понизити накопичення води на волокнах в стані рідини; створюються дорогі системи вентиляції теплоізоляційного волоконного шару для перманентного «підсушування» кам'яної вати і скловати; внутрішній шар стіни, що захищає теплоізоляційний матеріал, виготовляється з максимально волого- і паро- непроникного матеріалу.

Це загальновідомо і причому настільки в порядку речей, що навіть в буклеті «Теплоізоляція фасадів» (вересень 2004 року) представництва компанії « Paroc» на сторінці № 19 прямо під просторовими міркуваннями про «здорове дихання стіни» розміщена фотографія, де облицьовування теплоізоляційного шару з кам'яної вати проводиться клінкерною цеглиною – абсолютно паро - і водо- непроникним матеріалом! Як через клінкерну цеглину дихатиме ця кам'яна вата, - незрозуміло!

Взагалі, буклети представництва « Paroc» мають множину якихось семантичних безглуздостей, технічних несенітниць і помилок, проте тут не даватимемо рецензій, оскільки якщо дане представництво вважає доречним друкувати, то що друкує, то хай так і робить. Ціннішим відносно властивостей і застосування кам'яної вати є згадуваний вище фінський буклет. Даний буклет не тільки не вітає саму ідею паропроникненя, але і рекомендує при експлуатації теплоізольованих приміщень цього самого паропроникання не допускати, або за рахунок герметизації конструкції теплоізолюючого шару, або (цитата) з того ж фінського буклета відносно вологостійкості кам'яної вати: - «На практиці прийнято застосовувати пароізоляційний бар'єр з «теплого» боку конструкції».

Тобто фінські «товариші» представництва «Paroc» навпаки наполягають на додатковій пароізоляції власної кам'яної вати.

Прихильники лжеконцепциі «здорового дихання стін» крім гріха проти істини фізичних законів і усвідомленого введення в оману проектувальників, будівельників і споживачів, виходячи з меркантильної спонуки збути свій товар якими завгодно методами, наговорюють і зводять наклеп на теплоізоляційні матеріали з низькою паропроникненістю (пінополіуретан) або теплоізоляційним матеріалом і зовсім паронепроникний (піноскло).

Суть цієї злісної інсинуації зводиться до наступного: Ніби як, якщо не буде горезвісного «здорового дихання стін», то у такому разі внутрішнє приміщення обов'язково стане сирим, а стіни сочаться вологою. Щоб розвінчати цю вигадку давайте подивимося уважніше на ті фізичні процеси, які відбуватимуться у разі облицьовування під штукатурний шар або використанні усередині кладки, наприклад такого матеріалу як піноскло, паропроникненість якого дорівнює нулю.

Отже, із-за властивих піносклу теплоізоляційних і герметизуючих властивостей зовнішній шар штукатурки або кладки прийде в рівноважне температурне і вологістне становище із зовнішньою атмосферою. Також і внутрішній шар кладки увійде до певного балансу з мікрокліматом внутрішніх приміщень. Процеси дифузії води, як в зовнішньому шарі стіни, так і у внутрішньому, носитимуть характер гармонійної функції. Ця функція буде обумовлюватися, для зовнішнього шару, добовими коливаннями температур і вологості, а також сезонними змінами.

Особливо цікаво в цьому відношенні поведінка внутрішнього шару стіни. Фактично, внутрішня частина стіни виступатиме в ролі інерційного буфера, завдання якого - згладжувати зміни вологості в приміщенні. У разі різкого зволоження приміщення, внутрішня частина стіни адсорбуватиме зайву вологу, що міститься в повітрі, не даючи вологості повітря досягти прикордонного значення. В той самий час, за відсутності виділення вологи в повітря в приміщенні, внутрішня частина стіни починає висихати, при цьому не даючи повітрю «пересохнути» і уподібниться пустинному.

Як сприятливий результат подібної системи утеплення з використанням пінополіуретана, гармоніка коливання вологості повітря в приміщенні згладжується і тим самим гарантує стабільне значення (з незначними флуктуаціями) прийнятної для здорового мікроклімату вологості. Фізика даного процесу досить добре вивчена розвиненими будівельними і архітектурними школами світу і для досягнення подібного ефекту при використанні волоконних неорганічних матеріалів як утеплювач в закритих системах утеплення настійно рекомендується наявність надійного паронепроникненого шарую на внутрішній стороні системи утеплення. Ось вам і «здорове дихання стін»!